К практическим занятиям по химии

Составитель: к.х.н. В.М.Сапельников

Волгодонск 2014

Занятие 1. Закон эквивалентов

Пример решения задачи:

Оксид марганца содержит 22,56% кислорода. Найти эквивалентную массу и валентность марганца в этом соединении. Составить формулу оксида.

Решение. Пусть масса оксида марганца равна 100 г, тогда масса кислорода будет составлять 22,56 г. На основании закона эквивалентов можно составить следующую пропорцию:

 

 

Примем М_э(Мn) = А г/моль, тогда, согласно правилу суммы . Исходя из определения эквивалентной массы . Подставляя полученные значения в формулу, имеем

 

.

 

Решая уравнение относительно А, получим А = 27,5 г/моль.

Валентность марганца (по модулю совпадающую со степенью окисления) определим по формуле, связывающей молярную и эквивалентную массы элемента,

 

М_э(Mn) = f_э (Mn )·М(Mn ) = М(Mn ): В (Mn ),

откуда

 

Так как в оксидах кислород двухвалентен, получаем следующую формулу оксида марганца: MnO.

Задания для практической работы

1-5. При взаимодействии m, г, n-валентного металла с серной кислотой выделилось V, мл, (н.у.) водорода. Рассчитайте эквивалентную и мольную массы металла, массу прореагировавшей кислоты и массу образовавшейся соли. Какой металл был взят для растворения? Напишите реакцию взаимодействия этого металла с серной кислотой:

Задачи
m, г	0,08	0,10	0,12	0,16	0,18
n
V,мл (н.у.)	27,4	124,5	89,6	147,5	72,2

6-10. Оксид n-валентного элемента содержит Х% этого элемента. Вычислите эквивалентные и мольные массы элемента и оксида. Какой элемент образует данный оксид? Напишите уравнение реакции образования этого оксида при взаимодействии элемента с кислородом:

Задачи
n
X,%	87,5	69,9	69,4	43,6	46,8

11-15. При превращении m_1, г, хлорида металла в сульфат было затрачено m_2, г, серной кислоты. Определите эквивалентные массы металла, его хлорида и сульфата. Какой это металл, если его валентность равна n?

Задачи
m1, г	1,71	1,75	2,03	1,305	2,10
m2, г	1,66	1,47	1,58	0,99	1,395
n

Занятие 2. Составление электронных формул атомов и ионов

Пример выполнения упражнения:

Задача. Какие значения квантовых чисел n, l, m_l, m_s имеют валентные электроны атома ? Напишите электронную формулу элемента.

Решение. 1. Составим электронную формулу атома алюминия

.

Известно, что валентными для s и p-элементов являются электроны внешнего слоя. Для атома алюминия это 3s²3p¹.

2. Состояние электрона в атоме описывается набором четырех квантовых чисел в виде групп символов nl^x:

а) n - главное квантовое число, определяется по номеру заполненного уровня;

б) l - побочное (орбитальное) квантовое число. Для s-подуровня l=0; для р-подуровня l=1; для d-подуровня l=2 и т.д.; х - число электронов на этом подуровне;

в) m _l– магнитное квантовое число, принимающее следующие значения: ;

г) m _s - спиновое квантовое число, принимающее значения ±1/2.

13 Al	3s2		3p1
		­¯			­
n=	3 3	-1
l=	0 0
ml =   ms=	0 0

Для определения квантовых чисел необходимо распределить валентные электроны по квантовым ячейкам:

 

 

Задания для практической работы

16--20. Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером Z. К какому электронному семейству принадлежит этот элемент?

Задачи
Z
А

21-25. Укажите в периодической системе элемент, валентные электроны которого имеют конфигурацию Z. Напишите полную электронную формулу этого элемента.

Задачи
Z	3s23p1	3d54s2	5s2	3d14s2	4s24p2
А

26-30. Руководствуясь периодической системой, укажите символ химического элемента, иону которого с зарядом А соответствует электронная конфигурация валентных электронов Б. Для найденного элемента приведите его электронную формулу:

Задачи
А	2+	1-	3+	3-	2+
Б	3d5	2s22p6	3d5	4s24p6	3d2